公募研究
新学術領域研究(研究領域提案型)
細胞内におけるゲノムの「数」は，真核細胞であれば有糸分裂において様々なモータータンパク質等の協同的作業により制御されている．大腸菌などの原核細胞では，高度な制御機構がないものの，成長・分裂過程において1細胞あたり1ゲノムDNAがうまく入るようになっている．JunとMulderは，大腸菌の細胞膜・壁内の非常に小さな領域に押し込められたゲノムDNAのモンテカルロシミュレーションを行い，DNAがエントロピー的に自己排除する効果でDNAの分配が遂行されるという説を提唱した．また，Erringtonの研究グループは，細胞壁や分裂に必要とされるタンパク質を持たないバクテリア（枯草菌）でも，増加した膜がちぎれるように分裂し，増殖することが可能なことを示した．これらの報告は，原始的な細胞またはモデル細胞が成長して分裂する際に，特別な機構を持たずとも倍加したDNAが均等に分配され得ることを示唆している．本研究では，モデル細胞膜としてジャイアントユニラメラリポソーム(GUV)を用い，それが細胞分裂様に変形する際に，中に封入したゲノムサイズのDNAがどのように分配されるかを検証した．具体的には，長さが約1.6×10^5塩基対，回転半径が約1μmであるT4ファージ由来のgDNAを直径5~20μm程度のGUVに封入し，浸透圧ショックを加えることで分裂様の変形を誘起した．また，細胞内の混雑環境を模擬するため，分子量20k Daのポリエチレングリコール(PEG)を0~8wt%の濃度で共封入し，その影響を調べた．その結果，DNAが変形した娘細胞膜に比較的均一に分配されるには，膜変形の速度が影響すること，また，GUV内が混雑環境にある場合，速い膜変形においてもDNAの分配が実現されることを明らかにした．
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)
Plos One
巻: - 号: 7 ページ: e0132963-e0132963
10.1371/journal.pone.0132963
ACS Synthetic Biology
巻: 4 号: 5 ページ: 566-576
10.1021/sb500249g
Rsc Adv
巻: 4(66) 号: 66 ページ: 35224-35232
10.1039/c4ra05332j
巻: なし 号: 7 ページ: e101820-e101820
10.1371/journal.pone.0101820
Soft Matter
巻: 10 号: 32 ページ: 6038-6046
10.1039/c4sm00992d
